电磁流量计2009.6.21

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,辽化仪表厂,2009 6,辽化仪表厂,2009 6,电磁流量计测量原理及应用,电磁流量计（以下简称,EMF,）,是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。,50,年代初,EMF,实现了工业化应用，近年来世界范围,EMF,产量约占工业流量仪表台数的,5%,6.5%,。,70,年代以来出现键控低频矩形波激磁方式，逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式，仪表性能有了很大提高，得到更为广泛的应用。,一、概述,二、工作原理,EMF,的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。,如图1所示，导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“右手规则”，,二、工作原理,其值如下式,E=kBDV,(1),式中,E,-,感应电动势，,即流量信号，,V;,k,-,系数；,B,-,磁感应强度，,T,；,D,-,测量管内径，,m,；,V,-,平均流速，,m/s,。,二、工作原理,式中,K,为仪表常数，,K,= 4,kB/D,。,E=(4kB/D)q =Kq,(2),v,v,设液体的体积流量,q (m /s), q =D V/4,v,v,3,2,EMF,由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器典型结构示意如图,2,，测量管上下装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。,二、工作原理,EMF,的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。,EMF,不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。,EMF,所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在下限值以上）变化明显的影响。,三、优点,与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。,EMF,测量范围度大，通常为,20：150：1,，可选流量范围宽。满度值液体流速可在,0.510,m/s,内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量（例如设有,4,位数电位器设定仪表常数）不必取下作离线实流标定。,EMF,的口径范围比其他品种流量仪表宽，从几毫米到,3,m。,可测正反双向流量，也可测脉动流量，只要脉动频率低于激磁频率很多。仪表输出本质上是线性的。,易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流体。,三、优点,EMF,不能测量电导率很低的液体，如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。 通用型,EMF,由于衬里材料和电气绝缘材料限制，不能用于较高温度的液体；有些型号仪表用于过低于室温的液体，因测量管外凝露（或霜）而破坏绝缘。,四、缺点,如按激磁电流方式划分，有直流激磁、交流（工频或其他频率）激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。几种激磁方式的波形见图。 按输出信号连线和激磁（或电源）连线的制式分类，有四线制和二线制。 按转换器与传感器组装方式分类，有分离型和一体型。,五、分类,五、分类,按流量传感器与管道连接方法分类，有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。 按流量传感器电极是否与被测液体接触分类，有接触型和非接触型。按流量传感器结构分类，有短管型和插入型。 按用途分类，有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等。,EMF,应用领域广泛。大口径仪表较多应用于给排水工程。中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所，如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液以及钢铁工业高炉风口冷却水控制和监漏，长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。,六、应用概况,液体应具有测量所需的电导率，并要求电导率分布大体上均匀。因此流量传感器安装要避开容易产生电导率不均匀场所。 使用时传感器测量管必须充满液体（非满管型例外）。有混合时，其分布应大体均匀。 液体应与地同电位，必须接地。如工艺管道用塑料等绝缘材料时，输送液体产生摩檫静电等原因，造成液体与地间有电位差,。,七、安装使用注意事项,电磁流量汁运行中产生故障分两类,第一类：为,仪表本身故障,，即仪表结构件或元器件损,坏引起的故障；,第二类：为,外界原因引起的故障,，如安装不妥流动畸,变，沉积和结垢等。,下面对一些故障现象进行介绍：,八、,故障分析,无流量信号输出,可归纳为,5,个方面故障原因，,（,1,）电源未通等电源方面故障；（,2,）连接电缆（激磁回路，信号回路）系统方面故障；（,3,）液体流动状况方面故障；,（,4,）传感器零部件损坏或测量内壁附着层引起等方面,的故障；（,5,）转换器元器件损坏方面的故障。,八、,故障分析,输出晃动,可归纳为,5,方面故障原因：（,1,）流动本身是波动或脉动的，实质上不是,电磁流量计的故障，仅如实反映流动状况；（,2,）管道末充满液体或液体中含有气泡；（,3,）外界杂散电流等电、磁干扰；（,4,）液体物性方面（如液体电导率不均匀或含有,较多变颗粒纤维的浆液等）的原因；（,5,）电极材料与液体匹配不妥。,八、,故障分析,零点不稳定,可归纳为,5,方面故障原因：,（,1,）管道未充满液体或液体中含有气泡；（,2,）主观上认为管系液体无流动而实际上存在微小,流动；其实不是电磁流量计故障，而是如实反,映流动状况的误解；（,3,）传感器接地不完善受杂散电流等外界干扰：（,4,）液体方面（如液体电导率均匀性，电极污染等,问题）的原因；（,5,）信号回路绝缘下降。,八、,故障分析,测量流量与实际测量不符,的故障原因，可归纳 成以下6个方面。（,1,）转换器设定值不正确；（,2,）传感器安装位置不妥，未满管或液体中含有气泡：（,3,）未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘下降：（,4,）传感器下游流动状况不符合要求；（,5,）传感器极间电阻变化或电极绝缘下降；（,6,）所测量管系存在未纳入考核的流入流出值,。,八、,故障分析,输出信号超满度值,的故障原因来自,4,个方面，即：,传感器方面,、,连接电缆方面,、,转换器方面,、,连接于转换器输出的后位仪表方面,。每个方面又各有多种原因，其主要如下所列：（,1,）传感器方面,-,电极间无液体连通，从液体引入电,干扰；（,2,）连接电缆方面,-,电缆断开，接线错误；（,3,）转换器方面,-,与传感器配套错误，设定错误；（,4,）后位仪表方面,-,未电隔离，设定错误。,八、,故障分析,